优化采区生产能力

采区生产能力是采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面出煤量的总和。合理确定采区生产能力,可以充分发挥采区主要巷道和设备的效能,改善采区各项技术经济指标,合理提高采区生产能力,是实现采区集中化生产,不断提高矿井产量,减少同时生产采区个数的重要措施。

(1)采区生产能力的影响因素

①地质因素。可采煤层数目、厚度、倾角、层间距、煤层结构、顶底板岩石性质、煤层坚硬程度和地质构造等是影响采区生产能力的主要因素。矿井瓦斯等级、煤层自然发火倾向性、煤与瓦斯突出危险性和水文情况对采区生产能力也有不同程度的影响。

②采煤、掘进、运输的机械化程度和通风、供电能力。

③采区储量。采区的生产能力要与采区储量相适应,使采区具有相应的服务年限。

④采区产量的稳定性。采区服务年限除了递增递减期外,采区产量要保持在生产能力以上,波动幅度不宜过大,且稳定时间以不少于整个采区服务年限为宜。

⑤矿井生产能力。采区生产能力应和矿井生产能力相适应。采区生产能力小,矿井内同时生产的采区数目就会增多,会使投资增大,建设工期增长,管理分散。

为了保证采区的正常接替,生产采区处在产量递减期时,新采区的全部准备工作(包括巷道掘进、设备的安装和试运转等)应当相应结束并留有适当余地。

要尽量避免矿井出现两个以上的采区同时处于生产接替状态,以减少同时生产的采区个数并简化生产管理工作。

(2)确定采区生产能力的方法

采区生产能力是采区内同时生产的采煤工作面和掘进工作面出煤量的总和。合理确定采区生产能力,充分发挥采区主要巷道和采掘机械及运输设备效能,改善采区各项经济技术指标,也是不断提高矿井原煤产量、减少同时生产采区个数,实现采区集中化的重要措施。

采区生产能力的计算公式为:

式中　A B——采区生产能力,万t/a;

A0i——第i个采煤工作面产量,万t/a;

n——同时生产的采煤工作面数目,个;

k1——采区掘进出煤系数,取1.1;

k2——采煤工作面之间出煤影响系数,n=2时取0.95,n=3时取0.9。

确定采区生产能力主要是确定一个采煤工作面产量和同时生产的工作面个数。

1)一个采煤工作面产量

式中　L——采煤工作面长度,m;

v0——工作面推进度,m/a;

m——煤层厚度或采高,m;

γ——煤的体积密度,t/m3;

C0——采煤工作面采出率,%。(www.xing528.com)

采煤工作面的设计能力选取一般应参考如下数值:综采工作面采高在2 m及其以上的为50～80万t/a,1.1～2 m的为30～50万t/a;配备有单体液压支柱的普采工作面产量为20～30万t/a;炮采工作面能力为10～20万t/a。

2)采区内同时生产的工作面数目

采区内同时生产的工作面数目应根据煤层赋存条件、采区主要巷道的运输能力、开采程序、采掘机械化程度、管理水平和采掘关系等因素综合考虑确定。同时生产工作面过多,则管理复杂,接续紧张。

为保持采区合理的开采强度,每个双翼采区内同采的工作面数目一般为1～2个。

在一个采区内安排两个综采工作面容易互相影响,可布置一个综采工作面再布置一个普采或炮采工作面。

3)采区生产能力的验算

初步确定采区生产能力后,应经过以下各生产环节的验算。

①采区运输能力

采区的运输能力应大于采区生产能力,其中主要是运煤设备的生产能力要与采区生产能力相适应。对于普采或综采工作面,采区集中巷和上(下)山运煤设备的小时生产能力应与同时工作的工作面采煤机小时生产能力相适应。

式中　A n——设备生产能力,t/h;

η0——运输设备正常工作系数,取0.7～0.9;

K——产量不均衡系数,取1.2～1.3;

T——日出煤时间,h。

②采区通风能力

采区的生产能力应和通风能力相适应。根据矿井瓦斯等级、进回风巷道数目、断面和允许的最大风速,验算通风允许的最大采区生产能力如下:

式中　v——巷道内允许的最大风速,m/s;

S——巷道净断面积,m2;

C——生产1 t煤需要的风量,m3/(min·t);

C1——风量备用系数。

③采区正常接替和稳产的需要

式中　Z——采区可采储量,t;

T n——新采区准备时间,a。

至于采区车场的通过能力,一般不会限制采区生产能力。